曾文海 付偉明

(江西師范大學(xué)，江西 南昌 330022)

BIM技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用研究

曾文海 付偉明

(江西師范大學(xué)，江西 南昌 330022)

建筑信息化模型不僅僅在工程領(lǐng)域具有極強的應(yīng)用價值，在高校人才培養(yǎng)上亦有廣泛的應(yīng)用空間。分析BIM應(yīng)用在江西高校教學(xué)現(xiàn)狀，探討如何改革現(xiàn)有的教學(xué)模式、教學(xué)方法，將工程信息化模型引入到實踐教學(xué)中，以提高高校工程專業(yè)的教學(xué)水平與教學(xué)質(zhì)量。

建筑信息化模型；教學(xué)；應(yīng)用

“建筑信息化模型”(Building Information Modelling,BIM)既是一個建筑工程項目的管理系統(tǒng)，也是一個工程項目的技術(shù)系統(tǒng)，又是一種數(shù)據(jù)化工具，被國際工程界公認(rèn)為建筑業(yè)生產(chǎn)力革命性技術(shù)。它具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點。它通過參數(shù)模型整合各種項目的相關(guān)信息并仿真模擬建筑物所具有的真實信息，在項目全壽命周期過程中進行信息的共享和傳遞，為項目各個參與者提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，為項目投資建設(shè)中各項目標(biāo)有效實現(xiàn)發(fā)揮重要作用。

1 BIM技術(shù)在國內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀

BIM技術(shù)在建筑領(lǐng)域最早出現(xiàn)，發(fā)展于西方發(fā)達國家，本世紀(jì)初逐步走向成熟。美國2012年在建設(shè)行業(yè)中采用BIM技術(shù)的比例已占71%；英國政府要求在項目建設(shè)中強制推廣、使用BIM技術(shù)，并要求2016年全面協(xié)同3D-BIM的實現(xiàn)；韓國政府也提出一個從2010年至2016年的BIM應(yīng)用目標(biāo)，要求在2016年前實現(xiàn)所有公共項目建設(shè)的BIM應(yīng)用。由此可見，BIM技術(shù)將給建筑行業(yè)帶來深刻的變革，成為未來重要的項目管理、技術(shù)應(yīng)用手段。在中國，BIM理念正逐步為建筑行業(yè)所知。2005年，華南理工大學(xué)建筑學(xué)院與歐特克聯(lián)合創(chuàng)辦了建筑物生命周期管理 (BLM)—BIM實驗室，并于當(dāng)年將BIM作為該實驗室的主要研究課題方向。2010年，清華大學(xué)參考NBIMS，結(jié)合調(diào)研提出了中國建筑信息模型標(biāo)準(zhǔn)框架(Chinese Building Information Modeling Standard，簡稱CBIMS)，并且創(chuàng)造性地將該標(biāo)準(zhǔn)框架分為面向IT的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與面向用戶的實施標(biāo)準(zhǔn)。2011年5月，住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)2012年工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制訂修訂計劃的通知》宣告了中國BIM標(biāo)準(zhǔn)制定工作的正式啟動，其中包含五項BIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：《建筑工程信息模型應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程信息模型存儲標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程設(shè)計信息模型交付標(biāo)準(zhǔn)》《建筑工程設(shè)計信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》《制造工業(yè)工程設(shè)計信息模型應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)》。實踐教學(xué)方法改革是推動實踐教學(xué)改革和人才培養(yǎng)模式改革的關(guān)鍵[1]。面對項目建設(shè)領(lǐng)域中BIM技術(shù)逐步由初始建模向成熟應(yīng)用的發(fā)展趨勢，擺在高等院校面前的一個現(xiàn)實的課題是：面對BIM技術(shù)熱潮的興起，如何應(yīng)用新型教學(xué)方式提高BIM的實踐教學(xué)水平，以培養(yǎng)建筑行業(yè)需要的BIM專業(yè)應(yīng)用人才。

2 BIM教學(xué)應(yīng)用調(diào)查

截至2014年，筆者對BIM軟件在江西省27所高校教學(xué)應(yīng)用情況做了調(diào)查。某BIM軟件在江西省高校的購買、使用情況見下圖1。

某BIM軟件開發(fā)公司開發(fā)的BIM軟件企業(yè)用戶數(shù)量在全國達到十四萬余家，該軟件也是江西省市場在造價類領(lǐng)域占有率最大的軟件。該軟件在江西省27所高校購買使用情況為：購買了施工組織設(shè)計的為7所高校，占25.9%；購買了BIM軟件的僅1所高校(江西理工大學(xué))，占3.7%；更多的高校只購買了造價應(yīng)用部分。可見，真實意義上的BIM教學(xué)尚未在江西省高校實踐教學(xué)中有效開展，更多的學(xué)校只是在造價類課程中使用了該類BIM軟件。由此可推算出中國高校運用BIM開展教學(xué)改革上還處于初步階段[2]。

3 BIM軟件教學(xué)應(yīng)用問題分析

3.1 國內(nèi)BIM軟件的技術(shù)開發(fā)成熟度不夠，限制了軟件的應(yīng)用

信息化具備三大要素：數(shù)據(jù)采集、信息分類、全生命周期管理。BIM概念的核心是用一個數(shù)據(jù)庫作為存放工程幾何、非幾何數(shù)據(jù)的唯一知識庫，使得工程規(guī)劃、設(shè)計、施工及管理階段的相關(guān)人員能從中獲取所需的數(shù)據(jù)[3]。工程項目的差異性、建筑構(gòu)造的復(fù)雜性、施工技術(shù)與方法的多樣性、項目管理中影響因素的多變性決定了完整的建筑信息模型覆蓋了大量的工程信息參數(shù)，這就決定了BIM專業(yè)軟件開發(fā)應(yīng)建立在較為完備的信息數(shù)據(jù)庫平臺基礎(chǔ)上。近年來，我國的BIM軟件正逐步向市場應(yīng)用型方向發(fā)展，許多國內(nèi)的BIM軟件開發(fā)公司致力于與高校合作，以完善信息庫的建設(shè)工作。例如：某BIM軟件以應(yīng)用為主、模型為輔BIM 5D綜合項目管理系統(tǒng)于2014年8月進入市場，而上代的BIM產(chǎn)品還僅僅適用于虛擬模型、查找碰撞等簡單工作，并不能實現(xiàn)項目管理信息的系統(tǒng)化與實用化?？梢姡F(xiàn)階段的國內(nèi)BIM軟件與發(fā)達國家同類軟件的應(yīng)用水平還存在一定差距，不能成熟地將信息化模型應(yīng)用在設(shè)計、施工、造價、項目管理上以實現(xiàn)完整的“串聯(lián)”。因而在高校實踐教學(xué)中，專業(yè)BIM軟件的成熟度直接影響了BIM技術(shù)在實踐性教學(xué)中的應(yīng)用效果，限制了專業(yè)課程體系的建立與專業(yè)課程的有效銜接。不能實現(xiàn)課程實踐體系中多課程間相互“打通”“并舉”，成為主要應(yīng)用障礙。

3.2 高校BIM應(yīng)用性人才缺失

BIM人才需求結(jié)構(gòu)大致可以分為BIM標(biāo)準(zhǔn)制定人才、BIM工具開發(fā)人才、BIM專業(yè)應(yīng)用人才、BIM技術(shù)的教學(xué)人才四類，其中BIM專業(yè)應(yīng)用人才數(shù)量最大、覆蓋面最廣，而BIM技術(shù)的教學(xué)人才是BIM專業(yè)應(yīng)用人才培養(yǎng)與形成基礎(chǔ)，是BIM專業(yè)應(yīng)用人才滿足社會需求的根本保障。隨著BIM技術(shù)逐步推廣和深入到建筑行業(yè)各個領(lǐng)域步伐的加快，以及社會和建筑行業(yè)對BIM人才需求量的不斷增加，各高校實施BIM高端人才培養(yǎng)的改革已經(jīng)不可避免[4]。高校具備專業(yè)應(yīng)用能力的教學(xué)人才是實現(xiàn)BIM應(yīng)用于教學(xué)的最為重要的力量。高校教師缺乏項目建設(shè)的實踐能力，缺少BIM應(yīng)用能力或缺乏對新技術(shù)、新管理方式學(xué)習(xí)后的再生能力，缺乏對BIM軟件的項目運用的經(jīng)驗，都是BIM技術(shù)在實踐教學(xué)工作有效開展的不利因素。BIM模型涵蓋了項目決策、設(shè)計、招標(biāo)投標(biāo)、造價、施工等多個工作內(nèi)容的信息，這就需要BIM專業(yè)應(yīng)用人才具有很強的工程設(shè)計、施工、管理的綜合素質(zhì)，甚至具有較為豐富的現(xiàn)場管理經(jīng)驗，對培養(yǎng)BIM專業(yè)應(yīng)用人才的教學(xué)人才提出非常高的理論、實踐能力要求，因此，高校教師的專業(yè)素質(zhì)能力亟待提高。

3.3 現(xiàn)有高校教學(xué)管理機制不完善

一是高校管理者、決策者的關(guān)注度不夠。高校普遍存在注重科研、輕視教學(xué)的現(xiàn)象，并無強有力的管理機制約束專業(yè)教師過多投入教學(xué)工作以及完成或配合一套實踐教學(xué)體系的建設(shè)工作。更多的高校對教師教學(xué)工作缺乏相對公平、有效的評價體系，亦缺乏足以支持教學(xué)工作高效開展的獎勵制度，一定程度上抑制了高校教師在提高教學(xué)水平與質(zhì)量上的積極性。二是教學(xué)改革課題經(jīng)費不足。以教學(xué)科研課題方式組建BIM實踐教學(xué)應(yīng)用的團隊，往往教學(xué)改革課題經(jīng)費遠不足以支撐實際的經(jīng)費開支，一定程度上又限制了課題本身的質(zhì)量和有效利用。即使國內(nèi)一流高校配備足夠的資金、設(shè)備去完成某項課題為實踐教學(xué)所用，亦不能為其他院校共享，遠不足以解決全國各所高校數(shù)量龐大工程管理專業(yè)學(xué)生的教學(xué)需求。

4 BIM技術(shù)在高校教學(xué)應(yīng)用的對策建議

4.1 立足于當(dāng)前，盡量做到BIM技術(shù)教學(xué)應(yīng)用的最大化

如前所述，江西省眾多院校選擇購買了造價類的BIM軟件有利于實踐性教學(xué)開展，能讓高校學(xué)生盡量貼近工程實踐主體，了解未來建設(shè)項目的技術(shù)要求、管理手段、方法。當(dāng)前，盡管BIM技術(shù)的綜合應(yīng)用還不能完全實現(xiàn)，但高校工程管理專業(yè)教學(xué)重點是對學(xué)生的BIM專業(yè)應(yīng)用人才基本技能培養(yǎng)，因此高校應(yīng)注重教學(xué)方式的多樣性、靈活性與時效性，注重與施工企業(yè)、軟件開發(fā)企業(yè)合作，有效編排課程體系，強化實踐教學(xué)效果，共同促進社會工作完成與高校人才培養(yǎng)目標(biāo)實現(xiàn)的雙贏。在現(xiàn)階段，獨立的BIM的課程設(shè)置暫時不能完全取代CAD課程(由現(xiàn)實的社會工作所決定)，但應(yīng)以CAD課程為基礎(chǔ)，獨立開設(shè)BIM建模課程，同時作為未來專業(yè)課程BIM的應(yīng)用基礎(chǔ)。以某公司土建和安裝建模軟件為例，該軟件不僅可以快速從三維設(shè)計軟件Revit、ArchiCAD、MegiCAD、Tekla和二維設(shè)計軟件PKPM、天正、浩辰軟件中導(dǎo)入數(shù)據(jù)建立三維模型，還能快速建立自己的三維模型，軟件的兼容性可以有效節(jié)約不同課程、在不同軟件運用下的建模時間，提高教學(xué)效率，降低辦學(xué)成本。所以，應(yīng)與獨立的專業(yè)基礎(chǔ)BIM課程設(shè)置為前提，結(jié)合BIM軟件自身開發(fā)的技術(shù)成熟度，在不同課程中最大可能地利用BIM技術(shù)，發(fā)揮BIM技術(shù)對實踐教學(xué)的優(yōu)勢。

4.2 打造BIM技術(shù)教學(xué)應(yīng)用人才隊伍

4.2.1 注重高校BIM技術(shù)的教學(xué)團隊的建設(shè)

重視BIM方向的復(fù)合型教學(xué)人才引進、培養(yǎng)的同時，更加注重教學(xué)團隊的形成、建設(shè)。年齡結(jié)構(gòu)上要注重老、中、青的合理性，BIM技術(shù)實踐教學(xué)的長期性和可持續(xù)性教學(xué)團隊是建設(shè)的重點。

4.2.2 多渠道開展人才培養(yǎng)

近幾年，國家注重高校中的BIM的研發(fā)，企業(yè)也注重與高校間的合作研究，一定程度上促進了高校BIM專業(yè)教師隊伍的建設(shè)工作。高校教學(xué)中越來越多采用了BIM技術(shù)，這種趨勢的一個主要推動力就是軟件供應(yīng)商與學(xué)校項目間的合作[5]。高校教學(xué)人才的培養(yǎng)應(yīng)更加注重校企合作、實踐為主的方式，而不能局限于學(xué)校自身，不能為實踐教學(xué)而教學(xué)。因此，高校應(yīng)將現(xiàn)有教學(xué)人員推入市場中鍛煉，積累BIM專業(yè)的實踐能力，使之成為合格BIM專業(yè)教學(xué)人才。

4.3 建立有效的高校教學(xué)管理機制

由于BIM本身應(yīng)用于教學(xué)的特性因素，建筑信息化模型輸出的信息的處理和應(yīng)用分析，應(yīng)結(jié)合專業(yè)特征、課程特點處理信息化模型下的數(shù)據(jù)資料，進行有效的整合，才能使輸出的信息具有實踐性價值。這就要求BIM實踐教學(xué)的開展不能是個人、少數(shù)人的行為，應(yīng)該是整個專業(yè)教師團隊共同完成的任務(wù)，需要投入較大的人力、財力。因此，加大項目經(jīng)費投入，認(rèn)真整合教學(xué)資源，建立具有多課程體系共性的BIM案例平臺，其長期性和復(fù)雜性特點決定了必須依托穩(wěn)定、長期的高校教學(xué)管理機制方能實現(xiàn)。

[1]教育部，中宣部，財政部等七部門.關(guān)于進一步加強高校實踐育人工作的若干意見(教思政〔2012〕1號)[Z].2012-01-10.

[2]鐘煒，張馨文，姜騰騰.BIM仿真在工程項目管理課程教學(xué)改革中的應(yīng)用研究[J].土木建筑工程信息技術(shù)，2013，(12).

[3]劉淑珍，馮佳，張慧榮.讓信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合[N].中國教育報，2014-04-08(04).

[4]齊寶庫，薛紅，張陽.建筑類高校BIM高端人才培養(yǎng)的瓶頸與對策[J].中國建設(shè)教育，2014，(1).

[5]吳偉，Raja R.A.lssa Brittany Giel.BIM可持續(xù)性一體化課程[J].建筑創(chuàng)作，2012，(10).

責(zé)任編輯：盧宏業(yè)

10.3969/j.issn.1674-6341.2014.06.041

2014-10-27

曾文海(1975-)，男，江西永新人，講師，全國注冊一級建造師、造價工程師。研究方向：工程項目管理。

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1674-6341(2014)06-0085-02